有关池水重力势能教学反思那题

重力势能怎么求
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动能:Ek=1/2mv^2 Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s) 你所说的就是这个,重力势能:EP=mgh EP :重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起) ek=ep你限制100字
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先选取0势能面,再确定物体相对0势能面的高度h,则重力势能=mgh(有正有负)
扫描下载二维码物理流体重力势能的习题_百度知道重力势能 -
定义物体由于被举高而具有的能叫做重力势能(gravitational potential energy)。 是在特殊情形下的推广,是物体在重力的作用下而具有由空间位置决定的能量大小与确定其空间位置所选取的参考点有关。物体在空间某点处的重力势能等于使物体从该点运动到参考点时重力。决定因素对于重力势能,其大小由地球和地面上物体的相对位置决定。物体质量越大、位置越高、做功本领越大,物体具有的重力势能就越多。公式重力势能的公式:Ep=mgh(Ep为重力势能,m为质量,g为重力系数,等于9.8N/kg)详细分析判断一个物体是否具有重力势能,关键看此物体相对某一个平面有没有被举高,即相对此平面有没有一定的高度。若有,则物体具有重力势能,若没有,则物体不具有重力势能。 物理学中,物体具有的重力势能的大小与物体的质量成正比,与物体被举高的高度成正比。所以得出 Ep=mgh。重力势能是 ,单位为焦(J)。与功不同的是,功的 表示作用效果,比较大小时仅比较数值;而重力 中正数一律大于负数.在重力势能的表示式中,由于高度h是相对的,因此重力势能的数值也是相对的。我们说某个物体具有重力势能mgh,这是相对于某一个水平面来说的,把这个水平面的高度取做零,这个水平面称为 ,物体位于这个参考平面上时,重力势能为零,因此参考平面也称为零势能平面。经典物理对重力势能的理解就是当一个物体处在一个位置,相对于参照平面,重力可以对物体做多少功,使物体获得多少其他形式的能量,就说重力势能是多少. 但并不是说重力势能为0就不具备 的能力,这是由其的相对性决定的.重力做正功时,重力势能减小,反之,则增大。 物体由于做机械运动所具有的能量,叫 。包括 、势能两种,势能又包括重力势能和 ,由于重力和万有引力是同性质的力,因此在物体的高度不能忽略时,将重力势能称作 更合适些,也就是说,重力势能就是引力势能,在目前的考纲中,除专门讨论重力随物体在地球上的位置(纬度和高度)变化而变化外,认为重力等于万有引力,因此也可以认为物体的重力势能等于引力势能。
*为下标。&两个物体仅受万有而相互吸引的重力势能:& 两个物体仅受万有引力而相互吸引的过程其实挺复杂的,首先要把二体问题(两个物体之间由于引力运动的问题)转化为单体问题(一个物体受到另一个固定的物体的引力而运动的问题,转化的方法在某些普通物理教材和理论物理力学教材当中有讲),再把直线运动的过程看成是 运动过程的极限,根据 求解。另外,如果求的是碰撞前的瞬时速度的话,可以先用动量守恒判断出碰撞前两个物体的速度之比,再用 求出碰撞时的速度,不过这种方法要求碰撞的物体是有大小的球体,否则只把它们看作质点的话碰前一刹那的引力势能为负无穷大。 如果考虑g是变量的话,那么重力势能就过渡到引力势能,引力势能表达式是-GMm/r,不过零势能处在无穷远。 重力做功与重力势能的关系:W=EP1-EP2 规律重力做正功时,重力势能减少重力做负功时,重力势能增加。补充:重力势能具有相对性,要根据选取参考系来作答问题,但是重力做功具有绝对性。
重力势能 -
介绍人们在打桩时,先把重锤高高举起,重锤落下就能把木桩打入地里。重锤是由于被举高而能够做功的,举高的物体具有的能量叫重力势能。物体的质量越大,举得越高,它具有的重力势能就越大。被举高的重锤具有重力势能。重锤的质量越大,被举得越高,下落时做的功越多,表示重锤的重力势能越大。(不是所有的举高都是人为的,而是相对水平面上升的高度为被举高的高度) 射箭 把弓拉弯,放手后被拉弯的弓能把箭射出去.被压缩的弹簧在放松后能把压在上面的砝码举起.弓和弹簧都是由于发生弹性形变而能够做功的,发生弹性形变的物体具有的能量叫弹性势能.物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大.势能的类别势能分为重力势能、弹性势能、分子势能、电势能、引力势能等。势能是无限能源。 [重力势能](Gravitational Potential Energy)是物体因为重力作用而拥有的能量,公式为EP=mgh (m为质量,g应取9.8N/kg,h物体据水平面的高度) [弹性势能](Elastic Potential Energy)是物体因为弹性形变而具有的能量,公式为EP=1/2 kx^2 [ ]是分子间的相互作用力而产生的能量,分为斥力和引力。在 时相对平衡,小于平衡位置时表现为斥力,大于平衡位置时表现为引力。但无论何时,引力与斥力都是同时存在的。 [ ] 在 中由于受电场作用而具有由位置决定的能叫电势能。 实际上,势能Ep与力F、距离h(弹性势能为x,引力势能为r等)存在着一定的关系,既是d(Ep)/dh=F。也可以写成Ep=∫Fdh,既是保守力所做的功的大小。性质势能为能量的一种,具有能量量纲,在国际单位制下的单位是焦耳(J),另外在涉及到粒子物理时常用到电子伏特(eV),高斯单位制下为尔格(erg)。势能一般使用“Ep”表示,也常使用“W”“U”和“V”。势能是一个标量函数,当一个物体与多个物体共有势能或共有多种势能时,这个物体所具有的为所有势能的代数和。由定义可知,势能取决于两个或多个物体的相对位形,是两个或多个物体所共有的。然而,在两物体A、B组成的保守体系中,如果我们以其中一个物体A作为参考系,则势能仅取决于B的相对位置。这时,在不引起混淆的情况下,我们常把“A、B具有的势能”称作是“B的势能”。比如,在电场中的电荷具有静电势能,或者是在一个天体附近的另一个天体具有引力势能。除此之外,有时候保守体系中只存在一个物体,势能来自于物体内部各部分间的相对位移,这时候我们也说,势能是这个物体所具有的。比如,弹簧,或者是具有体分布电荷的绝缘体球。需要注意的是,即使在同一保守力场中的同一处,不同物体的势能也一般不同,比如在重力作用内,物体的重力势能不仅取决于其高度,还取决于其质量。&
重力势能 -
重力势能与重力做功
比较项目重力做功重力势能物理意义重力对物体所做的功由于物体与地球的相互作用,且由它们之间的相对位置决定的能表达式Wg=G△h=mg△hEp=mgh影响大小的因素重力G和初、末位置的高度差△h重力mg和某一位置的高度h特点只与初、末位置的高度差有关,与 路径及参考平面的选择无关与参考平面的选择有关,同一位置的物体过程量状态量 联系:重力做功的过程是重力势能变化的过程,重力做正功,重力势能减小,重力做负功,重力势能增加,且重力做了多少功,重力势能就变化了多少,即Wg=Ep1-Ep2
万方数据期刊论文
岩石力学与工程学报
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过程工程学报
万方数据会议论文
2010年全国能源与热工学术年会
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物理必修二7-4
第四节 第七章 第四节[例 1] 沿着高度相同,坡度不同,粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到 顶端,下列说法正确的是( ) A.沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多 B.沿坡度大,粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多 C.沿坡度小,粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多 D.不管沿怎样的斜面运动,物体克服重力做功相同,物体增加的重力势能也相同 变式训
练 1―1 如图所示, 质量为 m 的小球从高为 h 的斜面上的 A 点滚下经水平面 BC h 后,再滚上另一斜面,当它到达 处的 D 点时,速度为零,此过程中重力做的功是多少? 3[例 2] 如图所示,在离地面高为 H 的地方将质量为 m 的小球以初速度 v0 竖直上抛, 取抛出位置所在的水平面为参考平面, 则小球在最高点和落地处重力势能各是多少?小球从 抛出至落地的过程中,重力对小球做功和重力势能变化各是多少?变式训练 2―1 如图所示,m=2 kg 的物块沿长为 2 m 的斜面从顶端加速滑下,已知物 块与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,则物块沿斜面滑下的过程中物块重力势能的变化是多 2 少?如何变化的?(g 取 10 m/s )[例 3] 在地面上平铺 n 块砖,每块砖的质量为 m,厚度为 h,如将砖一块一块竖直叠 放起来,至少要做多少功? 变式训练 3―1 如图所示,在光滑的桌面上有一根均匀柔软的质量为 m、长为 l 的绳, 1 其绳长的 悬于桌面下,从绳子开始下滑至绳子刚好全部离开桌面的过程中,重力对绳子做 4 的功为__________,绳子重力势能的减少量为__________(桌面离地高度大于 l).[例 4] 面积很大的水池,水深为 H,水面上浮着一正方体小木块,木块边长为 a,密 度为水的 1/2, 质量为 m.开始时, 木块静止, 如图甲所示. 现用力 F 将木块缓慢压到水池底, 不计摩擦.求:从木块刚好完全浸入水中到停止在池底的过程中,木块重力势能的改变量和 池水重力势能的改变量.变式训练 4―1 如图所示,某海湾共占面积 1.0×107m ,涨潮时水深 20m,此时关上水 坝闸门,可使水位保持 20m 不变;退潮时,坝外水位降至 18m 也保持不变,假如利用此水坝 建水电站,且重力势能转变为电能的效率是 10%,每天有两次涨潮,问该电站一天最多能发 2 出多少电能?(g 取 10m/s ,假设只有退潮时发电)2随堂练习 1.关于重力势能,下列说法中正确的是 ( ) A.物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定 B.离零势能面的距离越大的物体,它的重力势能也越大 C.一个物体的重力势能从-5J 变化到-3J,重力势能变小了 D.离地面有一定高度的物体,其重力势能可能为零 2.将一物体由 A 移至 B,重力做功( ) A.与运动过程中是否存在阻力有关 B.与物体沿直线或曲线运动有关 C.与物体是做加速、减速或匀速运动有关 D.与物体发生的位移有关 3.质量是 100g 的球从 1.8m 的高处落到水平板上,又弹回到 1.25m 的高度,在整个过 程中重力对球所做的功为多少?球的重力势能变化了多少?A 级 基础巩固题 1.下面有关重力势能的说法中,正确的是( ) A.举得越高的物体,具有的重力势能越大 B.质量越大的物体,具有的重力势能越大 C.物体的重力势能不可能为零 D.物体的重力势能可能小于零 解析:物体的重力势能 Ep=mgh,举得越高的物体,物体的重力势能不一定越大,质量 越大的物体, 具有的重力势能也不一定越大, 因为决定重力势能大小的因素有两个――m 和 h,只强调一个因素是不正确的,故 A、B 均错;当物体就在参考平面上时,物体的重力势 能为零,在参考平面以下,重力势能就小于零,故 D 正确,C 错误. 答案:D 2.质量是 5kg 的钢球从离地面 10m 高处自由下落,1s 内钢球重力势能减少了 ____________J(g 取 10m/s2,选取地面为参考平面),1s 末钢球的重力势能为____________J; 如果选取距地面 1m 高处的平面为参考平面,1s 末它的重力势能为____________J;如果选 取自由落下的出发点所在平面为参考平面,1s 末重力势能为____________J. 1 1 解析:1s 内,钢球下落的高度 h= gt2 = ×10×12m=5m,因而 ?Ep =-mgh=- 2 2 5×10×5J=-250J,此时距离地面 h′=H-h=(10-5)m=5m,E′p=mgh′=5×10×5J =250J;如果选取距地面 1m 高处的平面为参考面,那么 h″=h′-1m=4m,E″p = 5×10×4J=200J;如果选取出发点所在平面为参考平面,那么 h?=-h=-5m,E?p= mgh?=5×10×(-5)J=-250J. 答案:250 250 200 -250 3.如图所示,物体从同一高度,沿不同光滑斜面由静止运动到底端,下列说法中,正 确的是( )A.重力对物体做的功相同 B.重力势能的变化相同 C.重力势能的变化不同 D.物体到达底端时速度相同 解析:根据重力做功的特点:重力做功与路径无关,由物体的重力和初、末位置所在的 水平面决定,所以 A 正确;重力势能的变化等于重力所做的功,所以 B 正确,C 错误;由 于速度是矢量,沿不同斜面下滑时速度方向不同,所以 D 错误. 答案:AB 4.井深 8m,井上支架高 2m,在支架上用一根 3m 长的绳子系住一个重 100N 的物体, 则该物体的重力势能是( ) A.100J B.700J C.-100J D.无法确定 解析:物体的重力势能具有相对性,与参考平面的选取有关,本题没有明确哪个面作为 参考平面,故重力势能的值无法确定,选 D. 答案:D 5.一个人站在阳台上,以相同的速率,分别把三个质量相同的球竖直向上抛出、竖直 向下抛出、水平抛出,不计空气阻力,则抛出到落地的过程中,重力势能的变化量( ) A.上抛球最大 B.下抛球最大 C.平抛球最大 D.三球一样大 解析: 对于三个质量相等的球从抛出到落地的过程, 相对于地面它们初始状态的高度相 同, 重力势能相等, 在末状态, 它们的重力势能也相等, 所以三个球从抛出到落地的过程中, 重力势能的变化量相等. 答案:D 6.一根长为 3m,质量为 10kg 的钢管平放在水平面上,现将钢管竖直立在水平面上, 要克服重力做功__________,钢管的重力势能增加__________. 解析:以水平面为零参考平面,初位置重力势能为零,缓慢竖提,重力做负功,重力势 能增加,重心升高 1.5m.WG=-mgh=-10×9.8×1.5J=-147J,克服重力做功 147J,重力 势能增加 147J. 答案:147J;147J 7.物体在运动过程中克服重力做功 50J,则( ) A.重力做功 50J B.物体的重力势能一定增加 50J C.物体的重力势能一定减少 50J D.重力对物体做功-50J 解析:物体克服重力做功,即重力对物体做负功,故 D 正确,A 错误;重力做负功, 重力势能增加,?Ep=-WG,故 B 正确,C 错误. 答案:BD 8.质量是 50kg 的人沿着长 150m、倾角为 30°的坡路走上土丘,重力对他所做的功是 多少?他克服重力所做的功是多少?他的重力势能增加了多少?(g 取 10m/s2) 解析:在人走斜坡的过程中,重力对他所做的负功为 WG =-mgh=-mglsin30°=- 1 50×10×150× J=-3.75×104J.克服重力做功为 3.75×104J, 2 他的重力势能增加了 3.75×104J. B 级 能力提升题 9.要将一个质量为 m、边长为 a 的匀质正立方体翻倒,推力对它做功至少为( ) A. 2mga mga B. 2 2 mga C.( 2+1) 2 mga D.( 2-1) 2 解析:正确地画出物体在翻倒过程中的示意图,是解答问题的关键.推力对物体所做的 2-1 2 1 功,增加了物体的重力势能,即 WF=?Ep,?Ep=mg( a- a)= mga,正确选项为 2 2 2 D. 答案:D 10.如图所示,质量为 M 的物体放在水平地面上,物体上方安装一劲度系数为 k 的轻 弹簧,在弹簧处于原长时,用手拉着其上端 P 点很缓慢地向上移动,直到物体脱离地面向 上移动一段距离.在这一过程中,P 点的位移为 H,则物体重力势能的增加量为( )A.MgH M2g2 B.MgH+ k M2g2 C.MgH- k Mg D.MgH- k Mg 解析:物体离开地面时,弹簧伸长 x= k 物体上升的高度 h=H-x (Mg)2 重力势能增加量 Ep=Mgh=MgH- k 所以正确选项为 C. 答案:C 11.如图所示,直杆长为 2L,中点有一转动轴 O,两端分别固定质量为 2m、m 的小球 a 和 b,当杆从水平位置转到竖直位置时,小球 a 和 b 构成的系统其重力势能如何变化?变 化了多少?解析:选取杆的水平位置所在平面为零势面,当转至竖直位置时,a 转至最低点 E′pa =-2mgL,b 转至最高点 E′pb=mgL,∴总的重力势能 E′p=E′pa+E′pb=-mgL,初位 置总的重力势能 Ep=0,∴?Ep=E′p-Ep=-mgL,因而系统总的重力势能减少了,且减少 了 mgL. 答案:系统总的重力势能减少,且减少了 mgL 12.如图所示,有一连通器,左、右两管的横截面积均为 S,内盛密度为 ρ 的液体.开 始时两管内的液面高度差为 h, 若打开底部中央的阀门 K, 液体开始流动, 最终两液面相平. 在 这一过程中, 液体的重力势能变化了多少?是增加了还是减少了?如果是减少了, 减少的重 力势能到哪里去了?解析:由于 A、B 两管截面积相等,液体是不可压缩的,所以 B 管中液面下降的高度和 1 A 管中液面上升的高度相同,液面最终静止在初始状态 A 管液面上方 h 处. 2 因为物体的重力势能与过程无关,只与初末状态的位置有关,所以可以将过程简化,视 1 为将 B 管中 h 高的液柱移动到 A 管中,达到液体最终静止的状态,而其他的液体的位置没 2 1 有变化,对应的重力势能也没有变化,全部液体重力势能的变化就是 B 管上部 h 长的液柱 2 1 重力势能的减少.不难看出,B 管中重力势能变化的部分液柱其重心的高度减小了 ?h= h, 2 1 1 1 2 1 它的重力 mg= hSρg,所以全部液体重力势能减少了|?Ep|=mg?h= hSρg? h= h ρgS,减少 2 2 4 2 的重力势能全部转化为系统的内能. 1 答案:重力势能减少了 h2ρgS,减少的重力势能转化为系统的内能. 4 C 级 高考模拟题 13.(2008?高考广东卷)运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程.将人和伞看成 一个系统,在这两个过程中,下列说法正确的是( ) A.阻力对系统始终做负功 B.系统受到的合外力始终向下 C.重力做功使系统的重力势能增加 D.任意相等的时间内重力做的功相等 解析: 本题主要考查功的计算公式及重力做功与重力势能变化的关系. 阻力的方向总与 运动方向相反,故阻力总做负功,A 项正确;运动员加速下降时,合外力向下,减速下降时 合外力向上,B 项错误;重力做功使系统重力势能减小,C 项错误;由于做变速运动,任意 相等时间内的下落高度 h 不相等,所以重力做功 W=mgh 不相等,D 项错误. 答案:A
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